Бактерии - это самая древняя из известных групп организмов, существующих на земле. Возраст самых древних найденных учеными-археологами и палеонтологами бактерий - так называемых архебактерий - насчитывает более 3,5 миллиардов лет. Самые древние бактерии жили во времена археозойской эры, когда на Земле не было больше ничего живого.
В хороших условиях популяции цианобактерий могут расти невероятно быстро и формировать цветение водорослей. Цветки водорослей могут полностью покрывать поверхность и прибрежные моря. Они часто токсичны, и в некоторых случаях они могут быть смертельными.
Термин патоген используется для описания организма, вызывающего болезнь или болезнь другого организма. Многие патогены на самом деле являются бактериями, но они также могут быть. Значительно моложе бактериальных окаменелостей, обнаруженных британскими исследователями вблизи Квебека в древнем камне, являются микробы, которые американские ученые спасли в Мексике и смогли частично культивировать в лаборатории.
Первые бактерии обладали самыми примитивными механизмами питания и передачи генетической информации и относились к прокариотическим микроорганизмам - т.е. лишенным ядра.
Эукариотические или ядерные бактерии с более высокой степенью организации генетического материала появились на планете только 1,4 миллиарда лет тому назад.
Недавно Бостон сообщил об открытии на ежегодном собрании Американского научного общества в Вашингтоне. Спелеолог и астробиолог, который много лет изучает пещеры Найца, оценивает, что микроорганизмы находятся в состоянии сна в течение как минимум 000, возможно, даже до тысячи лет.
Микробы процветают в экстремальных условиях
По словам Бостона, около 90 процентов найденных до сих пор бактерий и археей полностью неизвестны. Вместе со своими коллегами она обнаружила бы микробы, особенно в заполненных жидкостью включениях гипсовых кристаллов. Пещеры, которые являются частью свинцового серебряного рудника, были обнаружены шахтерами 100 лет назад случайно. Кристаллы гипса, некоторые из которых более десяти миллионов лет, выросли примерно на 58 градусов горячей воды, насыщенных сульфатом кальция. Впечатляющие, полупрозрачные белые кристаллы высотой до пяти метров.
Бактерии стали самыми древними формами жизни, процветающими и сейчас, по ряду причин.
Во-первых, благодаря примитивному строению микроорганизмы могут «подстраиваться» под все возможные условия существования. Бактерии живут и размножаются сейчас как в полярных льдах, так и в горячих источниках с температурой воды более 90 градусов, при любой концентрации различных химических соединений. Бактерии могут существовать как в аэробных (содержащих определенный уровень кислорода) условиях, так и в анаэробных условиях (без кислорода). Их способы получения энергии - от поглощения солнечного света и до использования в качестве энергии для метаболизма и размножения самых разных химических веществ, биологических структур.
Жизнь тоже дремлет на Марсе?
Их диаметр достигает до одного метра. Недавние находки внутри кристаллов были совершенно неожиданными. Творцы, включенные в нее, процветали в экстремальных условиях. Среди прочего, они не нуждались в свете. Бостон сказал в Вашингтоне, что они будут метаболизировать минералы для получения энергии. Чтобы оживить изолированные споры в лаборатории, исследователи из Бостона смоделировали свою среду обитания. «В подходящем питательном растворе мы пытались оживить микроорганизмы». Это не удалось.
В прошлом исследовательские группы неоднократно сообщали, что они смогли обнаружить и размножить древние микробы в соле или льду в Южной Мексике и Австрии. Возраст этих организмов должен составлять от 250 миллионов лет. Эти результаты считаются спорными. По оценкам, самые старые находки не ископаемых микроорганизмов, включенных в янтарь, которые могут быть возрождены, составляют от 25 до 40 миллионов лет. Самые старые проверенные окаменелости бактерий - 3, 5 миллиарда лет.
Известны бактерии, разлагающие нефть, другие химические соединения и использующие эту энергию для своей жизнедеятельности. Первые бактерии обладали самыми примитивными органами получения энергии и просто поглощали путем обычной диффузии химические вещества, которые в бактериальной клетке претерпевали химические реакции, сопровождающиеся выделением энергии.
Почти в слепом месте нашего восприятия есть две отдельные первичные сферы или области живой природы. Архея переживает со времени возникновения жизни на Земле, когда, на наш взгляд, она не была особенно дружелюбной к жизни. Одноклеточные микроорганизмы, принадлежащие археям, сегодня имеют в качестве среды обитания концентрированные рассолы, горячие вулканические источники, шлам от очистных сооружений и горячие вулканические отверстия в глубоком море.
С другой стороны, бактерии находятся повсюду, в почве, в воде, в воздухе, на всех объектах, на всех телах простых и очень сложных организмов. В одном грамм почвы компоста живут от 1 до 5 миллиардов бактерий и в 1 кубическом метре загрязненного воздуха, в конце концов, несколько миллионов. Большинство из нас думают только о патогенах, когда упоминаем бактерии. В то же время большое количество таких микроорганизмов является предпосылкой для того, чтобы более высокие формы жизни были возможны вообще.
Во-вторых, элементарные механизмы размножения (самый простой вариант - деление надвое), происходящие в очень быстром темпе, увеличивали количество бактерий с максимально возможной скоростью, чем повышали их выживаемость и увеличивали возможность мутаций в популяции бактериальных клеток, в т.ч. и полезных мутаций, способствовавших улучшению приспособленности колоний бактерий к существующим условиям окружающей среды.
Вирусы, напротив, заполняют темное царство между живым и неодушевленным. Они состоят почти полностью из их генов, которые заключают защитный слой белка. Вне клеток-хозяев они недееспособны. Увеличение невозможно, потому что у них нет собственного метаболизма. Однако этот недостаток можно компенсировать за счет того, что вирусы проникают в клетки-хозяева с поразительными стратегиями и проникают в собственные клетки в свои клеточные ядра и, таким образом, быстро распространяются.
Фоновый шум живых
Микроорганизмы являются дистиллятом жизни. Они являются воплощением метаболизма и размножения. Они являются основой жизни. Их разнообразные метаболические пути играют заметную роль в циклах природы. Одноцепочечные микроорганизмы, такие как бактерии, сине-зеленые водоросли, одноклеточные грибы, а также водоросли и одноклеточные животные отличаются от эволюционного более позднего разделения трудовых клеток на более высоких слоях, таких как растения, животные и люди.
Быстрое размножение и изменчивость популяций микроорганизмов обеспечили им высокую выживаемость в агрессивных условиях, существовавших на Земле миллиарды лет назад.
Внимание, только СЕГОДНЯ!
Все интересное
Царство - следующая после домена ступень классификации биологических видов. На данный момент ученые выделяют 8 царств - хромисты, археи, протисты, вирусы, бактерии, грибы, растения и животные, при этом в научной среде продолжаются споры о том, к…
Из реальных правителей биосферы, мира бактерий, мы понятия не имели давно. Мы просто не могли ее видеть. Энтони ван Левенгук, торговец одеждой из Делфта, сначала обнаружил ее. Во время своего ученичества в качестве торговца текстилем он научился обрабатывать и изготавливать увеличительные стекла. Он настолько успешно улучшил технологию шлифования объективов, что смог достичь 750-кратного увеличения.
Самые старые ископаемые бактерии были обнаружены в осадочных породах в 3, 4 миллиарда лет. Их метаболизм привел к Земле на протяжении сотен миллионов лет, превратившись в более благоприятную для жизни среду, чем первоначальная. Кислород, основа всех высших форм жизни, в то время не был следствием. Потомство цианобактерий, включая растения, использовало углекислый газ, связанный в воздухе для выделения кислорода. Бактерии, дрожжи, грибы и все многоклеточные биоструктуры формируются и образуют динамическую экосистему на нашей планете.
Благодаря фотосинтезу зеленые растения играют очень важную роль в жизни на Земле. Они преобразуют энергию солнечного света и накапливают ее в виде органических соединений. В качестве побочного продукта фотосинтеза в атмосферу выделяется кислород. …
Царствами называют вторую по порядку иерархическую ступень в классификации живых организмов. Всего биологи выделяют восемь царств: Животные, Грибы, Растения, Бактерии, Вирусы, Археи, Протисты и Хромисты. Ученые не могут точно сказать, какое царство…
Мы являемся населенным жилым сообществом
Лишь немногие знают, что мы не индивидуальный организм в нас, а сеть триллионов клеток. Наша фауна и флора включают в себя обширную группу преимущественно безвредных и важных микроорганизмов, а также тех, которые могут вызывать заболевания и болезни. Биологические клетки создаются слиянием различных микроорганизмов, таких как митохондрии, потому что на этих «электростанциях» происходит кислородное дыхание, которое удерживает нас в живых. Митохондриальные бактерии были заняты во время эволюции клеток и интегрированы в геном.
Клетка – это элементарная, функциональная и генетическая единица. Ей свойственны все признаки жизни, в подходящих условиях клетка может поддерживать эти признаки и передавать их следующим поколениям. Клетка – это основа строения всех живых форм –…
Для обеспечения жизнедеятельности все живые существа нуждаются в пище. Гетеротрофные организмы – консументы – используют готовые органические соединения, тогда как автотрофы-продуценты сами создают органические вещества в процессе фотосинтеза и…
Итак, мы - общая квартира, комплекс из множества микроскопических биологических существ, найденных внутри нас и внутри нас. Мы являемся экосистемой, которая развивалась на миллиарды и промежуточные этапы в течение миллиардов лет. Хорошо сбалансированный баланс между микроорганизмами и целым организмом приводит к состоянию, которое мы испытываем как благосостояние и здоровье. Взаимодействие с микроорганизмами характеризует этот очень сложный и динамичный организм.
С момента рождения мы колонизированы разнообразными одноклеточными и многоклеточными микроорганизмами. Они невидимы на коже, волосах, слизистых оболочках, ртах, горле, пищеварительном тракте и области половых органов. Большинство колонизаторов - симбионты, что означает, что наш организм приносит пользу им и нам. Бактерии образуют защитный слой на коже, например, для отражения вредных микроорганизмов.
Антибиотиками называются вещества, которые могут противостоять и подавляют действие бактериальной флоры. Их появление сделало возможным проведение терапии для лечения многих заболеваний, которые раньше считались смертельно опасными. Антибиотики…
Тема урока: «Бактерии как древнейшая группа живых организмов. Общая характеристика бактерий, строение»
В свою очередь, инфекционные заболевания являются результатом колонизации вредными микроорганизмами. В таких случаях их проникновение приводит к более или менее сильным реакциям. Большинство нашей собственной истории, около четырех миллионов лет назад, видели, спали и стояли на раннем и позднем человеке в не особенно гигиеничной среде. Выживание было возможно только потому, что для этой цели разработана чрезвычайно развитая и эффективная иммунная система организма. Система защиты, которая почти требует контакта с иностранными микроорганизмами, чтобы вызвать собственные иммунные реакции.
В разделе "Царство Бактерии" - это первый урок. Его тема "Бактерии как древнейшая группа живых организмов. Общая характеристика бактерий, строение» на данном уроке учитель знакомит учащихся с характерными признаками бактерий, их отличием от растений и животных; раскрывает особенности строения, размножения и распространения бактерий с использованием различных форм деятельности: мультимедиа презентация, работа с учебником, изображение изучаемых обьектов, беседа с использованием проблемных вопросов. Таким образом, комбинирование на уроке традиционных и современных технологий дает положительный результат при изучении большого объема материала, стимулирует познавательный интерес учащихся.
Преимущество этих бактерий заключается в том, что они удерживают иммунную систему. В борьбе с признанными чужеродными маленькими существами было так много лет назад жарче. Происходит большое количество неприятных патогенов, которые, несмотря на многие защитные механизмы, все же проникают в тела.
Именно благодаря антителам, которые возникают и развиваются в крови, механизм которых до сих пор плохо понимается, которые признают множество иностранных молекулярных веществ, мы можем поглощать и использовать пищу, которая обычно полна посторонних веществ и микробов.
Задачи урока:
Образовательные: познакомить учащихся с характерными признаками бактерий, их отличием от растений и животных; раскрыть особенности строения, размножения и распространения бактерий.
Развивающие : развивать умение работать с текстом учебника, выделять главное, анализировать, делать выводы; продолжать формировать умение изображать биологические объекты.
Эта система теоретически способна продуцировать от 100 до 000 миллиардов антител, называемых клетками-поглотителями, которые патрулируют систему крови, глотают и уничтожают бактерии. Однако система обороны также успешно атакуется как таковая. Существуют также дисфункции иммунной системы, как в случае аллергии, чрезмерные реакции системы защиты против и безвредные для себя угрозы.
Философский взгляд
Из науки известно, что все живые системы состоят из разных слоев, квантов, атомов, молекул различных элементов. Прежде всего, углерод, кислород, азот и водород. Их структуры определяют способ общения с другими молекулами. Согласно разработанным гипотезам, предки эукариот более миллиарда лет назад развивались из гетеротрофных организмов с использованием органических молекул в качестве энергии и источника углерода. Появились простые автотрофные организмы. Из форм с анаэробным ферментационным обменом, путем включения, аэробных, дышащих бактерий, разработанных с возможностью окисления субстратов кислородом.
Воспитательные : воспитывать ответственное отношение к своему здоровью, мотивировать к соблюдению правил личной гигиены; воспитывать доброжелательное, уважительное отношение к одноклассникам.
Компетентностные: формировать понимание социальных факторов в развитии инфекционных заболеваний, культуру отношения к собственному здоровью и здоровью окружающих.
Построение более сложных, более высоких биологических структур произошло тогда за счет мутаций, естественного отбора и симбиотического слияния различных клеток с выраженным разделением труда. Также для живых существ применяются законы физики и химии, а это означает, что «сам по себе» возникает только хаос. Но как возникает порядок, или как он сохраняется? Каков механизм, источник информации о структуре и ее передаче? Достаточно ли для этого условий для физики и химии? Развитие всех многоклеточных структур сопровождается многими клеточными делениями в диапазоне наносекунд.
Методы :
по источнику передачи и восприятия информации: словесные, наглядные, практические;
по степени самостоятельности мышления обучающихся: проблемно- поисковые;
по стимулированию интереса к учению: опережающие задания, создание ситуации занимательности через использование мультимедийной презентации;
Обычно это происходит упорядоченным, контролируемым и тщательно контролируемым образом, почти как программа. Биохимик и лауреат Нобелевской премии по химии Манфред Эйген в гиперциклической теории разработал новую парадигму о самоорганизации материи. Речь идет о способности физической материи вызывать новые, более сложные, творческие структуры процесса. Неорганические и живые системы упорядочения рассматриваются как происхождение циклов самоорганизации.
Квантовые теоретики также предполагают, что материя проходит через последовательные циклы. Точно так же с сознанием простейшей формы вплоть до высоких умственных достижений. Матурана и Франсиско Варела, разработали термин «аутопоэз». Они предполагают, что аутопоэзис, как общая схема организации, является общим для всех живых систем независимо от характеристик их составляющих. Или эти системы реализуют себя как продукты своих собственных операций.
методы контроля: взаимоконтроль.
Приемы : беседа, создание ситуаций занимательности, работа с компьютерной презентацией, выполнение заданий в тетради с печатной основой.
Формы : фронтальная, индивидуальная.
Оборудование :
Таблица "Бактерии", компьютерная презентация "Бактерии"
Структура урока.
Организационный момент .
а) приветствие;
б) учет посещаемости.
Актуализация знаний .
Ответ учащегося у доски о строении растительной клетки. Презентация (Слайд 1)
Изучение нового материала.
1.Какие они, бактерии? Почему бактерии считают самой древней группой живых существ на нашей планете? (Слайд 2) (Учащиеся дают ответы на поставленные вопросы.
Бактерии – живые организмы. Бактерии – самая древняя группа организмов из ныне существующих на Земле. Первые бактерии появились, вероятно, более 3,5 млрд лет назад и на протяжении почти миллиарда лет были единственными живыми существами на нашей планете. Поскольку это были первые представители живой природы, их тело имело примитивное строение. Со временем их строение усложнилось, но и поныне бактерии считаются наиболее примитивными одноклеточными организмами. Некоторые бактерии и сейчас еще сохранили примитивные черты своих древних предков.
2. История изучения. (Слайд 3-5) Впервые бактерий увидел в оптический микроскоп и описал в 1676 году голландский натуралист Антони ван Левенгук. Как и всех микроскопических существ, он назвал их "анималькули".Название "бактерии" ввёл в употребление в 1828 году Христиан Эренберг.
В 1850-х годах Луи Пастер положил начало изучению физиологии и метаболизма бактерий, а также открыл их болезнетворные свойства.
Дальнейшее развитие медицинская микробиология получила в трудах Роберта Коха, которым были сформулированы общие принципы определения возбудителя болезни (постулаты Коха).
В 1905 году он был удостоен Нобелевской премии за исследования туберкулёза.
Основы общей микробиологии и изучения роли бактерий в природе заложили М. В. Бейеринк и С. Н. Виноградский.
Изучение строения бактериальной клетки началось с изобретением электронного микроскопа в 1930-е.
В 1937 году Э. Чаттон предложил делить все организмы по типу клеточного строения на прокариот и эукариот, и в 1961 году Стейниер и Ван Ниль окончательно оформили это разделение. Развитие молекулярной биологии привело к открытию в 1977 году К. Вёзе коренных различий и среди самих прокариот.
3. Где живут бактерии?
Найдите из представленных мест обитаний бактерий то, где они не могут жить.
4. Размеры бактерий
Средний размер бактерий составляет примерно 2 мкм в длину и около 1 мкм в ширину. Среди бактерий имеются такие, которые находятся на границе разрешающей способности микроскопа, то есть -0,15 мкм, а также бактерии-гиганты, достигающие 100 мкм (некоторые серобактерии).
5. Строение бактерий.
Большинство бактерий- очень мелкие одноклеточные организмы. Их размеры в десятки раз меньше размеров клеток эукариот.
Клетка бактерии одета особой плотной оболочкой- клеточной стенкой , которая выполняет защитную и опорную функции, а также придает бактерии постоянную, характерную для нее форму. Клеточная стенка бактерии напоминает оболочку растительной клетки. Она проницаема: через нее питательные вещества свободно проходят в клетку, а продукты обмена веществ выходят в окружающую среду. Часто поверх клеточной стенки у бактерий вырабатывается дополнительный защитный слой слизи – капсула. Толщина капсулы может во много раз превышать диаметр самой клетки, но может быть и очень небольшой. Капсула предохраняет бактерию от высыхания. На поверхности некоторых бактерий имеются длинные жгутики или короткие тонкие ворсинки . Длина жгутиков может во много раз превосходить размеры тела бактерии. С помощью жгутиков и ворсинок бактерии передвигаются. Вращаясь со скоростью 3000 об/мин, они тянут за собой бактериальную клетку. Скорость движения может быть достаточно велика. Так, например, вибрион холеры может смещаться на 3 тысячи длин своего тела в одну минуту. (Если бы человек двигался с такой скоростью, то он проходил бы за один час 20-30 км.) Жгутиков может быть до нескольких десятков, и они могут располагаться по всей поверхности тела или находиться на одном конце клетки в виде пучка жгутиков. (Слайд 9)
Внутри клетки бактерии находится густая неподвижная цитоплазма. Она имеет слоистое строение, вакуолей нет, поэтому различные белки (ферменты) и запасные питательные вещества размещаются в самом веществе цитоплазмы. Клетки бактерий не имеют ядра . В центральной части их клетки сконцентрировано вещество, несущее наследственную информацию бактерии- нуклеиновая кислота – ДНК. Но это вещество не оформлено в ядро.
Клетки бактерий называют безъядерными. По этому признаку (и ряду других) бактерий относят к прокариотам и отличают от организмов, имеющих оформленное ядро с ядерной оболочкой,- эукариот.
Работа с тетрадью
Выполните задание в тетради с печатной основой задание 1, к & 49 (Биология. Рабочая тетрадь №2. И.Н. Пономарева, О.А. Корнилова, В.С. Кучменко)
Проверьте себя.
6. Размножение бактерий. .(Слайд 12)
Размножаются бактерии простым делением надвое. Эти дочерние клетки быстро растут и вскоре сами начинают делиться. В благоприятных условиях бактерии растут и делятся очень быстр. Причем этот процесс может повторяться примерно каждые 20-30 мин.. По быстроте размножения бактерии превосходят все другие организмы.
7. Образование спор Если запасы питательных веществ истощились, то рост колонии бактерии замедляется и останавливается, но многие бактерии в таких условиях приступают к образованию спор. Споры служат им не для размножения, как у растений, а только для сохранения особей и вида. Спора образуется из клетки бактерии, вырабатывающей при этом особо плотную оболочку. В итоге споры оказываются очень стойкими к неблагоприятным условиям и сохраняют жизнеспособность сотни и тысячи лет. (например, в египетских мумиях, в толщах недр, в трупах мамонтов из сибирской вечной мерзлоты). Все бактерии в процессе жизнедеятельности выделяют в окружающую среду продукты своего обмена веществ, которые часто тормозят размножение или вызывают гибель других организмов. (Слайд 13)
8. Сравнение клеток бактерий и растений .Самостоятельная работа.
Используя текст учебника, рисунки 21 и 119 учебника, напишите об особенностях строения клетки бактерии и клетки растения. Отметьте их сходство и различия. Сделайте вывод о том, к каким царствам относятся бактерии и растения.
Вывод: (делают учащиеся сами, учитель уточняет, дополняет)
Клетки бактерий похожи на клетки растений: и у тех и у других имеется жесткая клеточная стенка. Некоторые бактерии способны к фотосинтезу.
Клетки растений намного крупнее и сложнее клеток бактерий. В клетке растений цитоплазма постоянно движется, а у бактерий она неподвижна. В растительной клетке имеется ядро и хлоропласты, окруженные двойной мембраной. У бактерий нет оформленного ядра, поэтому их относят к прокариотам. Бактерии выделяют в отдельное царство – Бактерии.
Растения относят к царству –Растения.
Взаимопроверка: обменяться тетрадями с соседом по парте, отметить ошибки карандашом, оценить работу.
9. "Последние новости".
бактерии живут в горячих источниках при температуре -80 градусов;
некоторые архебактерии выдерживают нагревание до +306 градусов;
в 1 грамме пахотной земли содержится от 1 до 20 млрд бактерий;
в 1 грамме льда Антарктиды обнаружено до 100 бактерий;
в 1 куб. см молока находится от 100 до 300 тысяч бактерий.
Закрепление.
С помощью цветных карточек попробуйте ответить на вопросы теста:
А - синяя карточка
Б -- желтая карточка
(Слайд 14)
Подведение итогов (рефлексия).
Домашнее задание: П. 49, вопросы 1-3 стр. 149., повт. П 7.
Творческое задание : используя дополнительную литературу подготовить сообщение о многообразии бактерий.